JPH0572316A

JPH0572316A - Ｇｐｓ受信装置信号処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0572316A
Application number: JP23197491A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Endo; 芳則遠藤; Koji Kuroda; 浩司黒田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1993-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】シーケンシャルＧＰＳ受信装置で、受信する
衛星の切替えに要する時間を短縮する。【構成】アンテナ１で受信した信号を、低雑音アンプ
２で増幅し低い周波数に変換する。この信号をＰＮ符号
ＮＣＯ８、ＰＮ符号発生器１０で生成するＰＮ符号で逆
拡散すると共に、距離計測カウンタ１９で衛星と受信装
置間の距離を測定し、位置を演算する。受信する衛星の
切替時は、ＰＮ符号発生器７で生成するＰＮ符号の位相
を同期タイミング発生器でコントロールし、同期時間の
短縮を図っている。測位結果は外部通信部１７から出力
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ
衛星からの信号を受信する受信装置と同期方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＧＰＳ(Global Positioning System：全
世界測位システム)は、米国国防総省が構築を進めてい
る衛星を用いた全世界電波航法システムである。システ
ムは衛星系と地上系から構成される。衛星系は最終的に
計２４個揃う予定であり、システムが完成すれば２４時
間、全世界で３次元測位が可能になる。

【０００３】ＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ衛星から送られる
信号は、干渉や妨害を受けにくい、信号秘匿能力が高
い、距離測定、時刻同期が可能、符号分割多重接続が可
能などの優れた能力を持つスペクトラム拡散変調信号で
ある。スペクトラム拡散変調は、情報データ信号を、そ
の情報信号の周波数帯域より広帯域で、かつ自己相関が
高くて相互相関が低いという特徴を有するランダムな符
号である擬似雑音符号(Pseudo Noise符号：ＰＮ符号）
で変調し（これをＰＮ拡散と呼ぶ）伝送する方式である
ため、スペクトラム拡散信号の受信装置には、次の動作
が必要である。つまり送信側で情報データの拡散に用い
たＰＮ符号と同じパターンのＰＮ符号を受信装置内部で
生成し、そのＰＮ符号の位相と受信信号のＰＮ符号の位
相を一致させて乗算し復調することで、送信された情報
データを復調することである（これをＰＮ逆拡散と呼
ぶ）。

【０００４】詳細にその動作を説明すると、受信装置立
ち上げ後該受信装置内部では、受信すべき信号に含まれ
るＰＮ符号と受信装置内部で作成されたＰＮ符号の位相
が一致（ＰＮ同期）するまで受信装置内部で作成するＰ
Ｎ符号の位相を変化させるＰＮサーチを同期捕捉するま
で行い逆拡散信号を得る。上記操作によりＰＮ同期が確
立した後は、常にＰＮ符号の位相が一致するように、例
えば横山光雄著「スペクトル拡散通信システム」（科学
技術出版社１９８８年刊 PP．311−325）に示される
震動ループ回路でＰＮ符号発生器に制御がなされ（ＰＮ
同期追跡）、ＰＮトラッキングする。

【０００５】ＧＰＳ受信装置では、それぞれ４個のＧＰ
Ｓ衛星と受信装置間の距離を同期状態から測定すると同
時に、ＧＰＳ衛星の位置を復調した信号から解析し、こ
れらデータを基に自己位置を演算する。従って同期回路
の数によりＧＰＳ受信装置の種類が分けられる。１個の
同期回路を使用し時系列的に受信する衛星を切り替え測
位を行う１チャネルシーケンシャル受信装置は、回路構
成が簡略化されるため小型、低コストになる特徴を有す
る。４個以上の同期回路で同時に４個以上の衛星信号を
受信し測位を行うマルチチャネル受信装置は、高い性能
の受信装置を構成できる特徴を有する。またこの中間と
して、２個の同期回路を時系列的に切り替え測位を行う
２チャネルシーケンシャル受信装置もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】１チャネル及び２チャ
ネルシーケンシャルＧＰＳ受信装置は、時系列的に受信
する衛星を切り替えるため、その度に同期サーチ（ＰＮ
サーチ）を行い同期追跡する必要性があり、ＰＮ同期す
るまでに時間を要する。例えば同期サーチ速度を１００
ｂｉｔ／秒とすると１つの衛星を受信するために平均約
５秒の同期サーチ時間を要する。さらに４個の衛星を受
信し測位結果を得るまでに平均約２０秒かかり、測位周
期が長くなる。

【０００７】また移動体に搭載する１チャネル及び２チ
ャネルシーケンシャルＧＰＳ受信装置では、受信する衛
星の切替えに要する時間が長くなるにしたがって位置測
定中の受信装置の位置の変化が大きくなるため、測位誤
差が大きくなる。

【０００８】従って測位誤差を小さくするには、短時間
に受信する衛星を切替えて同期をとり、測位演算しなけ
ればならない。

【０００９】本発明の課題は、シーケンシャルＧＰＳ受
信装置が衛星に再同期するのに要する時間を短縮するに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】衛星に再同期するのに要
する時間の短縮は、衛星個別の同期状態でのＰＮ符号の
位相情報を記憶し、再び同衛星を受信する時その位相情
報を満足するＰＮ符号を再現する動作により実現され
る。

【００１１】本発明は、この動作を実現すべく、シーケ
ンシャルＧＰＳ受信装置に、それぞれの衛星とのＰＮ同
期状態での該受信装置が生成するＰＮ符号の位相情報を
作成し、それを読み取り、記憶する手段と、該記憶され
たＰＮ符号の前記位相情報を満足するＰＮ符号を発生す
るＰＮ符号発生手段とを備えたものである。

【００１２】本発明はまた、シーケンシャルＧＰＳ受信
装置に、前記各手段に加え、ドップラシフトでＰＮ符号
の位相が変化する場合の変化量を推定し前記位相情報を
修正する手段を備えたものである。

【００１３】

【作用】受信する衛星の切り替え時、今度受信しようと
する衛星に以前に同期したときに記憶された同期状態で
の位相情報を満足するＰＮ符号が生成され、該記憶され
た位相情報を再現したＰＮ符号と衛星から発信されたＰ
Ｎ符号との間で同期サーチが行われるため、同期サーチ
開始時点での位相差が小さく、同期捕捉までに要する時
間が短くてすむ。

【００１４】また前記記憶されたＰＮ符号の位相情報が
ドップラシフト量に応じて修正され、修正された位相情
報を再現するＰＮ符号が生成され、該修正された位相情
報を再現したＰＮ符号と衛星から発信されたＰＮ符号と
で同期サーチが行われるため、衛星から発信された信号
がドップラシフトを含んでいる場合でも、同期サーチ開
始時点での位相差が小さく、同期捕捉までに要する時間
が短くてすむ。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図１を用いて説明
する。図示のシーケンシャルＧＰＳ受信装置は、アンテ
ナ１と、該アンテナ１に接続された低雑音アンプ２と、
該低雑音アンプ２の出力側に接続されたミキサ３と、該
ミキサ３の出力側に接続された帯域通過フィルタ５（通
過帯域幅約２ＭＨｚ）と、該帯域通過フィルタ５の出力
側に接続されたミキサ６と、該ミキサ６の出力側に接続
されたミキサ９と、該ミキサ９の出力側に接続された低
域通過フィルタ１１と、該低域通過フィルタ１１の出力
側に接続されたＡ／Ｄ変換器１２と、該Ａ／Ｄ変換器１
２の出力側に接続されたディジタル信号処理部１４と、
該ディジタル信号処理部１４の出力側に接続されたＰＮ
符号ＮＣＯ８と、該ＰＮ符号ＮＣＯ８の出力側に接続さ
れたＰＮ符号発生器７及び距離計測カウンタ１９と、該
距離計測カウンタ１９の出力側に接続された演算部１５
と、基準発振器１８と、該基準発振器１８の出力側に接
続された第１局部発信器４，第２局部発信器１０，分周
器１３及び同期タイミング発生器１６と、前記ディジタ
ル信号処理部１４，演算部１５及び同期タイミング発生
器１６にデータバスを介して接続された外部通信部１７
とを含んで構成されている。

【００１６】第１局部発信器４，ＰＮ符号発生器７，第
２局部発信器１０，分周器１３の出力側は、それぞれミ
キサ３，ミキサ６，ミキサ９及びＡ／Ｄ変換器１２に接
続され、ＰＮ符号発生器７と同期タイミング発生器１６
は相互に接続されている。また、基準発振器１８の出力
側には、前記ＰＮ符号ＮＣＯ８の入力側も接続されてい
る。ディジタル信号処理部１４，演算部１５，同期タイ
ミング発生器１６及び外部通信部１７はデータバスを介
して相互に接続されている。

【００１７】上記構成の装置において、ＮＡＶＳＴＡＲ
／ＧＰＳ衛星から送信された中心周波数１５７５．４２
ＭＨｚのスペクトラム拡散信号は、アンテナ１で捕捉さ
れる。さらにこの信号は低雑音アンプ２で増幅され、基
準発振器１８で周波数管理される第１局部発振器４で作
成された搬送波（例えば１５０９．９４８ＭＨｚ）によ
りミキサ３でダウンコンバージョンされて第１中間周波
信号が得られる。帯域通過フィルタ５は、ミキサ３の出
力である第１中間周波信号から不要な帯域外雑音信号を
除去する。

【００１８】ＰＮ符号ＮＣＯ（ニューメリカリー・コン
トロールド・オシレータ）８は所定の値の周波数信号を
発生し、ＰＮ符号発生器７はその周波数の、受信すべき
衛星信号のＰＮ符号と同じパターンで、かつ受信信号と
位相の一致したＰＮ符号を生成する。ＰＮ符号発生器７
は、このＰＮ符号の先頭位置で、前記エポック信号を同
時に発生し、同期タイミング発生器１６に出力する。ミ
キサ６は、雑音が除去された第１中間周波信号をＰＮ符
号で逆スペクトラム拡散（逆拡散）し、５０ｂｐｓ航法
データで２相位相変調した搬送波信号を復調する。さら
に逆拡散信号を、基準発振器１８で周波数管理する第２
局部発振器で生成する搬送波（例えば発振周波数６５．
４７２ＭＨｚ）によりミキサ９でダウンコンバージョン
し、第２中間周波信号を得る。

【００１９】低域通過フィルタ１１は、第２中間周波信
号からＡ／Ｄ変換器１２のサンプリング周波数の１／２
以上の周波数成分からなる雑音信号を除去する。ここで
低域通過フィルタ１１の遮断周波数は、受信するＮＡＶ
ＳＴＡＲ／ＧＰＳ信号が地上において約±４ｋＨｚドッ
プラ周波数変動し、さらに基準発振器１８が周波数変動
することを考慮すれば約５〜７ｋＨｚに選ぶとよい。

【００２０】さらにこの信号はＡ／Ｄ変換器１２でアナ
ログからディジタルに変換される。サンプリング周波数
は、基準発振器１８の発振周波数を２のＮ乗分周とすれ
ば構成が簡略化される。例えば分周器１３の分周比を４
０９６分周とし、６５．４７２ＭＨｚの基準周波数から
１５．９８４３７５ｋＨｚのサンプリング周波数を得る
とよい。

【００２１】ディジタル信号処理部１４は、ＰＮ同期サ
ーチ、ＰＮ同期捕捉、追跡、航法データ信号の復調、ド
ップラ周波数の測定などの処理を行う。ＰＮ同期サーチ
（以下同期サーチという）は、衛星から送られるＰＮ符
号とＧＰＳ受信装置内部で生成されるＰＮ符号の位相を
一致させる（同期をとる）動作であり、ＰＮ同期捕捉で
この動作は終了する。ＰＮ同期追跡は、ＰＮ同期捕捉
後、常にＰＮ符号の位相が一致するようにＧＰＳ受信装
置内部で生成するＰＮ符号の位相を制御する動作であ
る。ここでＰＮ符号の位相を変化させる手段として、衛
星から送られるＰＮ符号のチップレート周波数に対して
ＰＮ符号ＮＣＯ８で生成されるＰＮ符号のチップレート
周波数をわずかに変化させることで等価的にＰＮ符号の
位相を変化させる手段が用いられている。ディジタル信
号処理部１４は、ＰＮ符号ＮＣＯ８にフィードバック信
号を送り、ＰＮ符号発生器７が発生するＰＮ符号の位相
を、衛星から発信されるＰＮ符号の位相に対して変化さ
せるのである。例えば衛星信号のＰＮ符号チップレート
周波数を１．０２３ＭＨｚ、ＧＰＳ受信装置内部で生成
するＰＮ符号のチップレート周波数を１．０２３２ＭＨ
ｚとすれば、ＰＮ符号の位相変化率は２００ｂｉｔ／秒
になる。また衛星より２相位相変調により送られる５０
ｂｐｓ航法データ信号を、ＴＡＮ形式復調器等で復調し
航法データを求める。ドップラ周波数は、搬送波の位相
変化から測定される。

【００２２】演算部１５は、復調された航法データ信号
を編集し、測位や速度演算に必要なアルマナックデータ
（ＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ衛星の概略位置情報）やエフ
ォメリスデータ（ＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ衛星の詳細位
置情報）へ変換する。さらに距離計測カウンタ１９で測
定する衛星とＧＰＳ受信装置アンテナ間の擬似距離デー
タとエフォメリスデータを用い自己位置を計算する。３
つの衛星が受信できる場合は２次元、４つの衛星が受信
できる場合は３次元測位が可能である。測位結果は外部
通信部１７を経由し出力される。演算部１５はまた、同
期タイミング発生器１６からの同期短縮タイミングデー
タの読み込み、格納、同期タイミング発生器１６への同
期短縮タイミングデータの出力を行う。

【００２３】同期タイミング発生器１６は、受信する衛
星を切り替えたとき、ＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ衛星から
送られるＰＮ符号とＧＰＳ受信装置内部で生成されるＰ
Ｎ符号とを高速に一致させ、短時間に同期をとるための
タイミング信号（同期短縮タイミングデータ）を生成す
る。

【００２４】次に本発明のポイントである同期タイミン
グ発生器１６の構成について図２を用いて説明する。同
期タイミング発生器１６は、１０２３進同期カウンタ２
０と、該１０２３進同期カウンタ２０に接続されたラッ
チ２１と、該ラッチ２１にデータバスで接続されたラッ
チ２２と、該ラッチ２２及び前記１０２３進同期カウン
タ２０に接続されたエクスクルシブＮＯＲ２３と、該エ
クスクルシブＮＯＲ２３の出力側に接続されたＮＡＮＤ
２４で構成されている。

【００２５】１０２３進同期カウンタ２０は、基準発振
器１８で生成された１．０２３ＭＨｚクロックをカウン
トした結果を出力する。ここでクロック周波数を１．０
２３ＭＨｚの倍数に選ぶと処理が簡略化出来る。またカ
ウンタは非同期式でも良い。

【００２６】カウント結果はＰＮ符号のスタート位置を
示す周期約１ミリ秒のエポック信号でラッチ２１に常時
ラッチされる。ラッチされたカウント結果はそのとき受
信中のＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ衛星が送信するＰＮ符号
の同期短縮タイミングデータとなり、このデータはデー
タバスを経由し演算部１５へ送られる。

【００２７】次に受信する衛星が切り替えられる時は、
上述の方法で収集された、次に受信しようとする衛星の
ＰＮ符号の同期短縮タイミングデータが、演算部１５か
らチップセレクト信号としてラッチ２２に送られる。エ
クスクルシブＮＯＲ２３及びＮＡＮＤ２４は、ラッチ２
２に蓄えられたデータと１０２３進同期カウンタ２０の
出力データが一致したとき、ＰＮ符号をリセットするＰ
Ｎ符号リセット信号をＰＮ符号発生器７に出力する。Ｐ
Ｎ符号リセット信号を受けたＰＮ符号発生器７は、その
時点をスタート時点とするＰＮ符号を発生させ、ディジ
タル信号処理部１４による同期サーチが開始される。す
なわち、前回当該衛星からのＰＮ符号を受信したときに
同期していた、受信装置側で生成されたＰＮ符号のタイ
ミングとほぼ同じタイミングでＰＮ符号が生成されるの
で、同期サーチ開始時の、衛星からのＰＮ符号と受信装
置側で生成されたＰＮ符号の位相のずれが小さくなり、
ＰＮ同期までの時間が短縮される。また、１０２３進同
期カウンタ２０の出力データは、１ミリ秒の間に０から
１０２２まで変化するし、ラッチ２２にセットされたデ
ータは０から１０２２までの間の数だから、ラッチ２２
にセットされたデータと１０２３進同期カウンタ２０の
出力データは、約１ミリ秒の間に１度同じになる。

【００２８】次に同期タイミング発生器の動作原理を図
３を用い説明する。

【００２９】ＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ衛星が送信するＰ
Ｎ符号は、繰り返し周期１０２３ｂｉｔ、チップレート
周波数１．０２３ＭＨｚのゴールド符号で構成されてい
る。従ってＧＰＳ受信装置内部で生成されるＰＮ符号も
同構成になるが、さらに繰り返しＰＮ符号のスタート位
置を示すエポック信号を出力する構成としてある。ここ
でエポック信号の周期θは１ミリ秒である。

【００３０】衛星からのＰＮ符号と受信装置で生成され
たＰＮ符号の位相が同期している時には、常にエポック
信号で同期カウンタの値がラッチされ同期短縮タイミン
グデータが得られる。このデータは図２に示す構成の
時、０から１０２２までの任意の値になる。演算部１５
は、常時あるいは受信する衛星を切り替える時この同期
短縮タイミングデータを読み込みメモリに蓄える。

【００３１】受信する衛星を切り替え、新たな（ただ
し、前に同期短縮タイミングデータ採取ずみの）衛星か
らの信号を受信するときは、演算部１５は受信する衛星
の同期短縮タイミングデータをメモリから読み込み、同
期タイミング発生器１６のラッチ２２にラッチする。内
部１０２３進同期カウンタのカウント値とラッチ２２に
ラッチされた同期短縮タイミングデータの値が一致する
タイミングでＰＮ符号発生器７にリセットがかかり、そ
の時点をスタート点とするＰＮ符号がＰＮ符号発生器７
で発生され、ディジタル信号処理部１４からのフィード
バック信号によってＰＮ符号ＮＣＯ８のチップレート周
波数が制御されて急速に同期点が見いだされる。衛星か
らの信号にドップラシフト等の外乱がなければ、１ミリ
秒以内に同期点が捜し出され、同期サーチが完了する。
衛星からの信号にドップラシフト等の外乱がある場合
は、衛星からのＰＮ符号の位相が先に同期短縮タイミン
グデータを採取したときとずれているので、ＰＮ符号リ
セット信号が出力された段階では即同期捕捉とはなら
ず、その時点から同期サーチが始まる。しかし、その場
合でも、位相のずれはすくないから、同期サーチに要す
る時間は短縮される。

【００３２】次に同期タイミング発生器を搭載したＧＰ
Ｓ受信装置の動作原理を図４を用いて説明する。

【００３３】まず演算部１５は、アルマナックデータと
時刻から最も精度よく自己位置が計算できる４衛星の組
合せを求める（２次元測位の場合は３衛星でよい）。組
合せが決定された後、同期捕捉時間を短縮する同期短縮
タイミングデータが同期タイミング発生器１６にセット
され、ディジタル信号処理部１４による同期サーチが開
始される。ただし１番最初の同期サーチでは、同期短縮
タイミングデータが無いので同期短縮タイミングデータ
はセットされない。同期サーチはＰＮ同期が捜されるま
で続けられる。同期捕捉後はＰＮ同期がずれないよう
に、ディジタル信号処理部１４による同期追跡が行わ
れ、かつ演算部１５により衛星と自己位置間の距離デー
タ（測距データ）や航法データが収集される。ただし航
法データの収集は立ち上げ後最初の一回のみ行えばよ
く、２回目以降は省略できる。

【００３４】さらに演算部は測距データ、航法データに
含まれるエフォメリスデータを使用して測位演算し、測
位データを外部に出力する。また受信する衛星を切り替
える前に上述した同期短縮タイミングデータを収集しメ
モリにストアする。

【００３５】同様処理が受信する衛星を切り替えながら
行われ測位が継続される。

【００３６】先に衛星からの信号にドップラシフト等の
周波数変化がある場合、ＰＮ符号リセット信号が出力さ
れた段階では即同期捕捉とはならず、その時点から同期
サーチが始まる述べたが、この場合、同期短縮タイミン
グデータを補正することによって同期サーチに要する時
間の短縮が可能である。以下、ドップラシフト等の周波
数変化がある場合の同期短縮タイミングデータの補正方
法について図５を用い説明する。

【００３７】まずメモリに記憶した同期短縮タイミング
データをロードする。

【００３８】次に単位時間当りのＰＮ符号におけるドッ
プラ周波数の変化率Δｆ（Ｈｚ）を求めるが、この手法
として実測値から求める方法と計算値から求める手法が
ある。実測により求める手法では、ディジタル信号処理
部１４で測定する搬送波周波数の時間変化と、ＰＮ符号
におけるドップラ周波数の変化が比例関係にあることを
利用する。計算により求める手法では、アルマナックデ
ータで計算した衛星軌道、自己の概略位置からＰＮ符号
におけるドップラ周波数の変化率Δｆを求める。

【００３９】さらに同期短縮タイミングデータをラッチ
２１より収集し、その値をラッチ２２にセットするまで
の時間ｔ（秒）を求める。ＰＮ符号の位相シフト量は、
次式より計算できる。

【００４０】

【数１】Δｆ×ｔ（ｂｉｔ）従って補正された同期短縮タイミングデータＸは、補正
前の同期短縮タイミングデータをＸ’とすると下式で表
現出来る。

【００４１】

【数２】Ｘ＝Ｘ’＋Δｆ×ｔ以上計算された同期短縮タイミングデータＸをラッチ２
２にセットし同期サーチを開始すればよい。ただしドッ
プラ周波数の変化率は時間や、ＧＰＳ受信装置を搭載す
る移動体の移動量で変化するので、同期短縮タイミング
データに若干マージンを持たせるとよい。以上の方式に
より高速で誤動作のない同期サーチが可能になる。

【００４２】次に簡略化された同期短縮タイミングデー
タの補正方法について説明する。

【００４３】ＧＰＳ受信装置の使用する用途に応じ、ド
ップラ周波数変化率の最大値ｆｍａｘ（Ｈｚ／秒）が計
算できる。さらに衛星を切り替える周期から、同期短縮
タイミングデータをラッチ２１から収集し、その値をラ
ッチ２２にセットするまでの時間ｔ（秒）が求まる。従
って同期短縮タイミングデータＸは、補正前の同期短縮
タイミングデータＸ’とすると下式で表現出来る。

【００４４】

【数３】Ｘ＝Ｘ’±ｆｍａｘ×ｔただし符号はＰＮ符号の位相を進める方向で決定され
る。この方式によると同期サーチ時間が上述の方式より
若干長くなるが、誤動作の無い同期サーチが可能であ
る。

【００４５】次にＧＰＳ受信装置の一部回路を集積化し
た例を図６に示す。ＰＮ符号発生器７、ＰＮ符号ＮＣＯ
８、分周器１３、ディジタル信号処理部１４、同期タイ
ミング発生器１６、距離計測カウンタ１９は、ディジタ
ル回路で構成出来るので１つゲートアレー、カスタムＩ
Ｃ等のの信号処理集積回路２５にまとめることが出来
る。これら回路を集積化することで、ＧＰＳ受信装置の
小型化、低コスト化、低消費電力が実現できる。

【００４６】上記実施例によれば、ＰＮ符号が同期した
ときのＰＮ符号の位相情報が衛星ごとに記憶され、次に
同じ衛星からの信号を受信するときに記憶された位相情
報を用いてＰＮ符号のスタート時点が設定されるので、
同期サーチに要する時間が短縮され、受信する衛星を切
り替える周期が短くなるため、測位周期を短く出来る。
さらに受信する衛星を切り替える周期が短くなるた
め、特に移動体に適用するＧＰＳ受信装置での測位精度
が改善される。

【００４７】また以上機能は、従来の１チャネルもしく
は２チャネルのシーケンシャルＧＰＳ受信装置へのわず
かな回路追加で実現出来るので、マルチチャネルシーケ
ンシャルＧＰＳ受信装置に比べ構成が簡略化され、小型
化、低コスト化される。

【００４８】次に本発明を適用したＧＰＳ受信装置を移
動体ナビゲーション装置に適用した場合の構成例を図７
に示す。図示の移動体ナビゲーション装置は、センサや
入力装置を制御してデータを収集し、これらを基に走行
位置を計算しディスプレイ等の出力装置を制御し結果を
出力する中心的な働きを担う主演算部２６と、主演算部
のプログラム等を記憶しＲＯＭ、ＲＡＭで構成されるメ
モリ２７と、地図や各種情報を表示するディスプレイ部
２８と、経路誘導や各種案内を音声出力する音声出力部
２９と、使用者が情報を入力するマンマシンインターフ
ェイス部３０と、記録された地図及び付随する属性情報
を読み出すＣＤ−ＲＯＭ装置３１と、走行距離を測定す
る走行距離検出部３２と、走行方向を測定する走行方向
検出部３３と、上述発明を適用したＧＰＳ受信装置３４
と、これらの装置を相互に接続するデータバスとを含ん
で構成されている。

【００４９】上述の構成の移動体ナビゲーション装置に
よれば、走行位置決定にＧＰＳ受信装置が用いられるの
で、走行位置決定精度の向上が図られる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、ＰＮ符号が同期したと
きのＰＮ符号の位相情報が衛星ごとに記憶され、次に同
じ衛星からの信号を受信するときに記憶された位相情報
を用いてＰＮ符号のスタート時点が設定されるので、同
期サーチに要する時間が短縮され、受信する衛星を切り
替える周期が短くなるため、測位周期を短く出来る。

【００５１】さらに受信する衛星を切り替える周期が短
くなるため、特に移動体に適用するＧＰＳ受信装置での
測位精度が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の実施例の一部である同期タイミング発
生器の構成を示す系統図である。

【図３】図２に示す同期タイミング発生器の動作原理の
説明図である。

【図４】同期タイミング発生器を搭載したＧＰＳ受信装
置の動作アルゴリズム図である。

【図５】同期短縮タイミングデータの修正アルゴリズム
図である。

【図６】本発明の実施例であるＧＰＳ受信装置の一部回
路を集積化した場合の構成図である。

【図７】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１アンテナ２低雑音アンプ３，６，９ミキサ４第１局部発振器５帯域通過フィルタ７ＰＮ符号発生器８ＰＮ符号ＮＣＯ１０第２局部発振器１１低域通過フィルタ１２Ａ／Ｄ変換器１３分周器１４ディジタル信号処理部１５演算部１６同期タイミング発生器１７外部通信部１８基準発振器１９距離計測カウンタ２０１０２３進同期カウンタ２１，２２ラッチ２３エクスクルシブＮＯＲ２４ＮＡＮＤ２５信号処理集積回路２６主演算部２７ＲＯＭ，ＲＡＭメモリ２８ディスプレイ部２９音声出力部３０マンマシンインターフェイス部３１ＣＤ−ＲＯＭ装置３２走行距離検出部３３走行位置検出部３４ＧＰＳ受信装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信して
移動体の現在位置を求めるＧＰＳ受信装置信号処理方法
において、各衛星ごとに、ＰＮ符号同期状態での受信装
置が生成するＰＮ符号の位相情報を収集記憶し、さらに
前記位相情報に基づき受信装置が発生するＰＮ符号のス
タート時点を設定し、設定されたスタート時点をもつＰ
Ｎ符号の位相を起点として該位相を変化させつつ同期サ
ーチし、同期捕捉し、測位を行うことを特徴とするＧＰ
Ｓ受信装置信号処理方法。
【請求項２】ドップラ周波数変動に応じてＰＮ符号の
位相情報を修正し、その位相情報に基づき同期捕捉し、
測位を行うことを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ受
信装置信号処理方法。
【請求項３】計測されたドップラ周波数変動に応じて
ＰＮ符号の位相情報を修正し、その位相情報に基づき同
期捕捉し、測位を行うことを特徴とする請求項２に記載
のＧＰＳ受信装置信号処理方法。
【請求項４】ＧＰＳ衛星の軌道データ、自己位置の概
略値から演算したドップラ周波数変動に応じてＰＮ符号
の位相情報を修正し、その位相情報に基づき同期捕捉
し、測位を行うことを特徴とする請求項１または２に記
載のＧＰＳ受信装置信号処理方法。
【請求項５】ドップラ周波数変動の最大値データでＰ
Ｎ符号の位相情報を修正し、その位相情報に基づき同期
捕捉し、測位を行うことを特徴とする請求項２に記載の
ＧＰＳ受信装置信号処理方法。
【請求項６】複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信して
移動体の現在位置を求めるＧＰＳ受信装置において、前
記複数の衛星それぞれから発信されるＰＮ符号に対し、
受信装置から発信されるＰＮ符号の同期状態における位
相情報を検出記憶する手段と、該位相情報に基づいて受
信装置が生成するＰＮ符号の位相を設定する手段とを備
えたことを特徴とするＧＰＳ受信装置
【請求項７】ＰＮ符号の位相情報を検出する手段に、
基準周波数のパルスをカウントするカウンタが含まれて
いることを特徴とする請求項６に記載のＧＰＳ受信装
置。
【請求項８】ＧＰＳ衛星からの信号を受信して移動体
の現在位置を求めるＧＰＳ受信装置において、信号処理
回路とＰＮ符号を発生する回路及びＰＮ符号の位相情報
を検出、設定する回路を１つの集積回路に備え、前記集
積回路を含んで構成されていることを特徴とするＧＰＳ
受信装置。
【請求項９】衛星それぞれから発信されるＰＮ符号に
対する受信装置が発信するＰＮ符号の位相情報を検出す
る手段と、該位相情報に基づいてＰＮ符号の位相を設定
する手段を備えたＧＰＳ受信装置を含んでなる移動体ナ
ビゲーション装置。